繼電保護(hù)及二次回路故障及處理研究

許繼電氣股份有限公司 齊 靚

在供電系統(tǒng)中涉及到大量的電氣設(shè)備，在電氣設(shè)備的連接工作中二次回路起到了非常關(guān)鍵性的作用。與此同時(shí)，繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分，直接關(guān)系到整個(gè)供電工作的穩(wěn)定性和安全性。在供電系統(tǒng)中不管是繼電保護(hù)還是二次回路，如在正常供電過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的故障問題，會(huì)造成整個(gè)供電系統(tǒng)的正常供電受到嚴(yán)重的影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)相關(guān)電氣設(shè)備的正常工作和運(yùn)轉(zhuǎn)形成較大的影響，會(huì)造成更大范圍的停電及電力設(shè)施的破壞問題，對(duì)整個(gè)電力企業(yè)的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)效益形成巨大威脅。對(duì)此，電力供應(yīng)企業(yè)單位需針對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)及其二次回路的一些常見故障問題展開深入分析和探索，并找到問題產(chǎn)生的根源，提出針對(duì)性的控制工作策略來加以解決，以此來有效保證繼電保護(hù)與二次回路供電工作的安全性與穩(wěn)定性。

1 繼電保護(hù)工作的基本工作任務(wù)分析

在正常供電工作過程中，如供電設(shè)備出現(xiàn)不同問題，繼電保護(hù)設(shè)備會(huì)第一時(shí)間主動(dòng)切斷內(nèi)部產(chǎn)生故障的零部件，以此來保證非故障聯(lián)系件的正常工作和運(yùn)行。當(dāng)電力設(shè)備產(chǎn)生短路故障的條件下，該元器件的繼電保護(hù)設(shè)施會(huì)發(fā)出相應(yīng)的跳閘工作信號(hào)，發(fā)送到距離最近的斷路器，可在較短時(shí)間范圍內(nèi)將其中產(chǎn)生故障問題的電器零部件進(jìn)行切斷，有效完成對(duì)故障零部件的有效管理和控制，避免故障問題進(jìn)一步加劇，造成更加嚴(yán)重的供電安全事故，避免出現(xiàn)不必要的經(jīng)濟(jì)損失，保證整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行工作穩(wěn)定性和可靠性。

繼電保護(hù)設(shè)備在工作過程中，不但可以及時(shí)反映出故障問題產(chǎn)生的具體情況，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電力裝置的運(yùn)行工作狀態(tài)展開實(shí)時(shí)性監(jiān)控。當(dāng)供電裝置產(chǎn)生比較嚴(yán)重的異常問題時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備會(huì)自動(dòng)在較短的工作時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)出相應(yīng)的工作警報(bào)，提醒工作人員對(duì)其中產(chǎn)生的異常問題展開及時(shí)處理。與此同時(shí)，在正常供電工作中繼電保護(hù)設(shè)施也可使用一定的延時(shí)性行為保證斷路器完全斷開{1]。

繼電保護(hù)設(shè)備在實(shí)際工作過程中并非屬于單獨(dú)獨(dú)立存在，需和其他的供電工作單元之間進(jìn)行配合運(yùn)行和工作，其中包含大量的供電設(shè)施及相關(guān)配電裝置與供電系統(tǒng)單元等。因此，為充分保證供電電網(wǎng)的運(yùn)行工作效率和穩(wěn)定性，還需對(duì)其相關(guān)聯(lián)的工作系統(tǒng)展開科學(xué)合理化的配置，有效縮減不同問題的停電工作時(shí)長，同時(shí)保證電力供電系統(tǒng)的供應(yīng)穩(wěn)定性。

2 繼電保護(hù)與二次回路系統(tǒng)當(dāng)中常見故障問題分析

2.1 繼電保護(hù)電源故障

在供電系統(tǒng)的正常供電工作過程中，繼電保護(hù)中是需要正常通用電源來進(jìn)行供電，通常情況下是由變電所內(nèi)部的直流電源系統(tǒng)與交流保安電源系統(tǒng)同步進(jìn)行提供，但所提供的電源并不能直接進(jìn)行使用，必須要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換處理、使其轉(zhuǎn)變成專用型供電電源，電源保護(hù)系統(tǒng)會(huì)在不良問題產(chǎn)生之后，通過電源停止供電工作和運(yùn)行，或是通過供電電源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止輸出。

有些工作情況下供電電源會(huì)在正常的工作過程中形成自動(dòng)復(fù)位，或是通過手動(dòng)對(duì)機(jī)器進(jìn)行復(fù)位，如果繼電保護(hù)電源產(chǎn)生中斷情況，則繼電保護(hù)裝置的供電電源會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的故障，供電裝置中的電源指示燈會(huì)關(guān)閉，這一問題的產(chǎn)生主要是因?yàn)?，繼電保護(hù)裝置在工作過程中沒有與電源系統(tǒng)間進(jìn)行連接，造成電源無法正常供應(yīng)，使得繼電保護(hù)裝置無法進(jìn)行正常工作，造成供電系統(tǒng)保護(hù)自動(dòng)閉鎖，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生側(cè)向線路發(fā)出警報(bào)信號(hào)，提示工作人員對(duì)供電系統(tǒng)當(dāng)中的繼電保護(hù)電源故障問題進(jìn)行及時(shí)處理。

2.2 線圈故障問題

造成線圈故障問題的影響因素相對(duì)較不復(fù)雜，通常情況下線圈會(huì)出現(xiàn)斷線線圈、供電量不足、線圈的極性接反及線圈產(chǎn)生發(fā)熱等問題，都是其中常見故障情況。線圈斷線都發(fā)生在進(jìn)行超聲波清洗工作當(dāng)中，或者是向線圈進(jìn)行電壓施加工作當(dāng)中。當(dāng)供電電壓相對(duì)較低的情況下，會(huì)造成線圈的實(shí)際供電量有所不足，二極管繼電器作為線圈當(dāng)中非常重要的組成部分，如果出現(xiàn)極性連接誤差會(huì)造成連接點(diǎn)位置無法正常工作。在供電電源連接過程中，如果實(shí)現(xiàn)將交流線圈與直流線圈之間進(jìn)行反接，會(huì)造成線圈直接被燒毀或是無法開展正常工作。此外，在線圈長時(shí)間通電工作狀態(tài)下，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生比較明顯的發(fā)熱情況，進(jìn)而造成外部的絕緣體部分受到嚴(yán)重的破壞，使得繼電器設(shè)備無法處于正常工作狀態(tài)。

2.3 連接故障問題

當(dāng)繼電器設(shè)備的連接點(diǎn)出現(xiàn)明顯的粘接，或是連接點(diǎn)的位置相互間接觸不良的情況下，很容易造成連接故障問題的出現(xiàn)，當(dāng)繼電器的接點(diǎn)連接總負(fù)荷容量通過節(jié)點(diǎn)的定額容量大小時(shí)會(huì)出現(xiàn)電器的開關(guān)頻率變高，同時(shí)繼電器在工作過程中有效使用的時(shí)間超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，也會(huì)造成接點(diǎn)位置產(chǎn)生粘連等各種問題。當(dāng)繼電器的接點(diǎn)表面位置沒有進(jìn)行及時(shí)清潔存在大量異物的情況下，或是表面存在比較嚴(yán)重的腐蝕性問題時(shí)，節(jié)點(diǎn)位置會(huì)出現(xiàn)相互之間的連接程度有所不足，繼電器在實(shí)際工作當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生一定的震動(dòng)或者是沖擊影響情況，繼電器所存在的超期服役問題，都可能造成繼電器的連接點(diǎn)位置出現(xiàn)接觸不良等各種的問題。

2.4 保護(hù)裝置故障問題

繼電保護(hù)裝置所產(chǎn)生的故障問題，主要指的是繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的各種元件產(chǎn)生損壞，或是在非正常的運(yùn)行工作條件下出現(xiàn)供電故障問題。繼電保護(hù)裝置在現(xiàn)場(chǎng)供電運(yùn)行工作當(dāng)中，經(jīng)常容易受到周圍環(huán)境因素產(chǎn)生的干擾，當(dāng)運(yùn)行環(huán)境中產(chǎn)生的粉塵與腐蝕性氣體總量相對(duì)較多的情況下、或長期運(yùn)行在高溫環(huán)境，繼電保護(hù)裝置的老化速率將會(huì)進(jìn)一步加快，隨之而來的是繼電保護(hù)裝置所形成的性能惡化問題，對(duì)整個(gè)供電工作效率和穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生比較明顯的影響[2]。

3 繼電保護(hù)和二次回路故障問題的處理工作方法

當(dāng)二次回路產(chǎn)生故障問題的條件下，很容易出現(xiàn)電氣設(shè)備工作異常，造成繼電保護(hù)器無法正常的工作和運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)此需針對(duì)機(jī)電保護(hù)及二次回路供電過程中產(chǎn)生的各種工程問題進(jìn)行分析和研究，并需要采取針對(duì)性的預(yù)防控制工作策略來加以解決，有效保證二次回路供電工作的安全性和穩(wěn)定性，防止對(duì)正常用電及整個(gè)供電企業(yè)單位的正常運(yùn)營發(fā)展造成影響。

3.1 認(rèn)真檢查母聯(lián)開關(guān)，做好保護(hù)裝置整改

對(duì)供電系統(tǒng)中母聯(lián)開關(guān)所產(chǎn)生的誤跳閘供的情況，在進(jìn)行母線的早換工作之前，供電工作單位內(nèi)部的消防工作人員，必須要對(duì)母聯(lián)開關(guān)的實(shí)際使用和工作狀態(tài)進(jìn)行檢查和分析，有效保證母聯(lián)開關(guān)和兩側(cè)位置刀閘工作位置的精確性。與此同時(shí)，針對(duì)開關(guān)回路設(shè)計(jì)工作過程中產(chǎn)生的故障問題進(jìn)行深入分析，有效調(diào)整和改變二次回路的保護(hù)接線工作方法，對(duì)供電回路中產(chǎn)生的缺陷問題進(jìn)行有效控制。

與此同時(shí)，在供電工作中如母聯(lián)開關(guān)處于非全相工作狀態(tài)，則說明非全相的判斷工作結(jié)果符合要求。此外，相關(guān)供電工作人員需保證在事后周期性對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)和分析，需對(duì)母聯(lián)開關(guān)主變系統(tǒng)及各種機(jī)電保護(hù)裝置等運(yùn)行工作狀態(tài)進(jìn)行全面檢查和分析，防止對(duì)后續(xù)供電企業(yè)單位的正常供電工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響[3]。

3.2 選用優(yōu)質(zhì)的電纜，防止產(chǎn)生端頭損傷情況

在供電系統(tǒng)內(nèi)部部分保護(hù)線路產(chǎn)生誤動(dòng)作或擊穿問題條件下，特別是在同一個(gè)多芯的電線芯之間產(chǎn)生銜接問題，需對(duì)故障問題產(chǎn)生的具體原因進(jìn)行查明，不能單純局限在保護(hù)回路部分進(jìn)行故障判斷，需進(jìn)一步擴(kuò)大故障問題的判斷范圍。產(chǎn)生這一問題的主要原因，是因?yàn)殡娎|芯經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些劣質(zhì)的電纜材料，對(duì)整個(gè)機(jī)電保護(hù)工作以及正常供電工作造成一定的影響。

因此在展開線路設(shè)計(jì)和施工當(dāng)中，需盡可能選擇其中更加優(yōu)質(zhì)的電纜，有效保證電纜芯的質(zhì)量滿足線路的供電運(yùn)行工作要求，同時(shí)在針對(duì)母差保護(hù)電流展開回路設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，需使用單獨(dú)電纜進(jìn)行供電，對(duì)檢修工作過程中需仔細(xì)核對(duì)各接線位的端頭連接情況，防止使用端頭位置出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷或電纜斷裂，更加有利于減少機(jī)電保護(hù)工作裝置所形成的拒動(dòng)情況，保證供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行工作安全性和穩(wěn)定性[4]。

3.3 對(duì)故障檢測(cè)工作方法進(jìn)行合理應(yīng)用

在繼電保護(hù)工程問題產(chǎn)生后，通過現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)工作是找出各種問題的必然途徑和方法，需根據(jù)實(shí)際檢測(cè)工作內(nèi)容，對(duì)檢查工作項(xiàng)目、檢查工作順序等進(jìn)行有效判斷，在現(xiàn)場(chǎng)檢查工作中可將其劃分為順序檢查、逆序檢查以及整組試驗(yàn)檢查等。

通過使用順序檢查方法進(jìn)行檢查。這種檢查方法通常會(huì)消耗掉大量時(shí)間，同時(shí)也是一種檢驗(yàn)最徹底的方法之一，特別是在針對(duì)一些微機(jī)保護(hù)裝置、拒動(dòng)誤動(dòng)或是裝置邏輯問題進(jìn)行判斷和分析過程中，通過該方法的使用效果非常明顯。在現(xiàn)場(chǎng)檢查過程中必須要嚴(yán)格依照相關(guān)的檢修工作要求和標(biāo)準(zhǔn)，通過采取全面檢查調(diào)試裝置方法找出其中的故障點(diǎn)位，需根據(jù)裝置的外觀情況定值檢查，通過測(cè)量絕緣電源性能測(cè)試以及保護(hù)性能檢查等方式來加以開展[5]。

通過采取逆序檢查工作方法進(jìn)行檢查。該方法主要是在微機(jī)保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)問題時(shí)來進(jìn)行控制。通常情況下，相關(guān)檢查工作人員在針對(duì)各種故障問題記錄及其故障濾波工作之后、仍沒有找到故障問題產(chǎn)生的具體原因，因此需以事故所形成的結(jié)果作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行考慮，需進(jìn)行逐級(jí)向上查找，直到找到故障問題的最終位置。

通過使用整組試驗(yàn)工作方法來進(jìn)行檢驗(yàn)工作。通過使用機(jī)電保護(hù)試驗(yàn)儀器設(shè)備往保護(hù)裝置中加入可靠動(dòng)作的模擬量與開關(guān)量，保證測(cè)試動(dòng)作時(shí)間及相互間的邏輯關(guān)系，保證故障問題的快速排查，找到故障問題產(chǎn)生的根源，如異常問題仍出現(xiàn)，則需結(jié)合其他的檢驗(yàn)工作方法來進(jìn)行測(cè)定。

3.4 故障排除工作中所需注意的事項(xiàng)

在故障問題現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)和故障問題分析工作中，首先需保證試驗(yàn)電源供電工作的穩(wěn)定性和可靠性，要保證各種試驗(yàn)儀器設(shè)備可以正常工作，接線位置需保證牢靠準(zhǔn)確，電流電壓的極性需保證正確，同時(shí)試驗(yàn)工作方法和流程符合工作標(biāo)準(zhǔn)，以此來保證最終所獲取的測(cè)試結(jié)果更加精確有效。當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和邏輯流程都處于正常狀態(tài)下，來確定被測(cè)事件是否存在問題。

對(duì)于試驗(yàn)電源的要求。在進(jìn)行故障排查過程中，電源的容量大小需要滿足標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)需具有單獨(dú)的電源來進(jìn)行供電。試驗(yàn)電源的接觸位置必須要保持穩(wěn)定；對(duì)于儀器儀表的要求。需保證繼電保護(hù)裝置測(cè)試儀設(shè)備的工作穩(wěn)定性以及運(yùn)行精度符合要求，萬用表和電壓表等所獲取的電壓信號(hào)，需選用具備高輸入阻抗的電壓表[6]；對(duì)于試驗(yàn)檢查工作方法以及相關(guān)操作標(biāo)準(zhǔn)的要求。在故障問題的檢測(cè)過程中，須嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范要求來進(jìn)行測(cè)定，尤其是不能使用一些帶電插拔插件等，防止對(duì)裝置產(chǎn)生更加嚴(yán)重的影響和破壞。

綜上，隨著我國科技技術(shù)的進(jìn)一步向前發(fā)展，機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能和運(yùn)行功能穩(wěn)定性將會(huì)更加完善和可靠。因此，相關(guān)供電工作單位需對(duì)以往供電系統(tǒng)中存在的繼電保護(hù)及其二次回路故障問題進(jìn)行深入分析和研究，結(jié)合實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)工作條件，加強(qiáng)繼電保護(hù)和二次回路的維護(hù)與管理工作，保證其中的各項(xiàng)故障問題可以得到有效排除，提高電力系統(tǒng)供電工作的安全性和穩(wěn)定性，推動(dòng)電力事業(yè)不斷朝著更高目標(biāo)和方向上發(fā)展。